오늘은 드론의 비행원리에 대해 설명하고자 합니다.

비행원리를 알아보기 위해서는....비행 중 드론에 작용하는 힘에 대해 이해해야 합니다. 드론에 작용하는 힘은 위의 그림에서 보는 것과 같이 중력, 항력, 수직추력, 수평추력으로 분류합니다. 여기서 수직추력은 양력과 같은 의미로 쓰이고 있습니다.

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중고등학교 수업시간에 배운 '작용,반작용의 법칙'에 대해 들어 보셨을 겁니다. 드론의 프로펠러(모터) 하나 만 놓고 보자면....프로펠러가 시계방향으로 회전하게 되면, 프로펠러가 고정되어 있는 몸체(드론기체)는 반작용으로 시계반대방향으로 회전하려는 힘이 작용하게 됩니다. 따라서 드론에 설치된 프로펠러가 모두 같은 방향으로 회전한다면, 드론의 몸체는 그 반대방향으로 회전하게 될것입니다.(헬리콥터의 경우, 메인로터 한개가 한쪽방향으로 회전하기 때문에 반작용 힘을 잡아주기 위해 꼬리부분에 테일로터가 설치되어 있습니다) 이를 보완해 주기 위해 위의 그림의 우측에 표시한 것과 같이 시계방향과 반시계방향으로 회전하는 프로펠러가 동일한 수로(대칭의 위치) 구성되어 있습니다. 프로펠러가 6개, 8개인 드론도 마찬가지 입니다.

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이제 드론의 비행원리에 대해 설명드리겠습니다.

먼저, 위/아래로 상승, 하강하기 위해서는 드론에 설치된 모든 프로펠러의 회전이 빨라지거나(상승) 느려지게(하강) 됩니다.

다음으로... 앞/뒤, 좌/우로 이동하기 위해서는 움직이려는 방향쪽에 설치된 프로펠러의 회전속도가 상대적으로 느려지고, 반대방향에 설치된 프로펠러의 회전속도는 상대적으로 빨라지게 됩니다.

마지막으로...회전하는 원리를 잘 이해하셔야 되는데...앞에서 설명했던 '작용,반작용의 법칙'을 상기하셔야 합니다. 드론이 오른쪽으로 '회전'을 하기 위해서는 왼쪽으로 회전(반시계방향)하고 있는 프로펠러의 회전속도가 상대적으로 빨라지고, 오른쪽으로 회전(시계방향)하고 있는 프로펠러의 회전속도가 상대적으로 느려지게 됩니다. 왼쪽으로 회전하는 프로펠러의 힘이 강해지면 이에대한 반작용으로 드론의 몸체를 오른쪽으로 회전시키려는 힘이 커지기 때문입니다.

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이상으로 드론의 비행원리에 대한 기초이론 설명을 마치고 다음 시간에 만나도록 하겠습니다.

감사합니다.